Como posso acoplar um ventilador num filtro HEPA?
Eu quero construir uma capela HEPA (High Efficiency Particulated Air – Ar particulado de alta eficiência). Como posso acoplar um ventilador num filtro HEPA?
Todo filtro tem uma "resistência” diferente quando o ar passa através dele a certa velocidade, esta resistência é chamada "pressão estática".
Pressione sua mão contra a sua boca. Tente agora soprar através dela. Dependendo de como pressiona sua mão contra sua boca, você terá dificuldade em soprar o ar para fora e você sentirá alguma resistência, esta é a pressão estática. Cada filtro trabalha com uma pressão estática diferente. O ponto de trabalho de um filtro é quando a quantidade de ar que passa por ele é suficiente para preencher o fluxo laminar, ou seja, quando todos os vazios do filtro estiverem preenchidos. A pressão estática é expressa em Polegadas de coluna d’água (CFM) em unidades inglesas; um valor típico seria 1", a unidade no Sistema Internacional para a pressão é Pa (Pascal). 1" de coluna d’água é cerca de 250 Pa. Cada filtro tem seu “manual” (consulte o fabricante se caso negativo) onde a pressão estática está definida. Antes do ar entrar no ventilador ele é pré-filtrado geralmente por um filtro em fornalha com 1" (2.5cm), colocado na frente do ventilador e que serve para proteger o ventilador e o filtro HEPA das partículas grandes como poeira e cabelo. Deve-se assumir que a pressão estática para este pré-filtro no ponto de trabalho seja de 0,2” (50 Pa)
Acoplando um ventilador em um filtro:
De acordo com Stamets (The Mushroom Cultivator, p.347) a velocidade do ar que passa através do filtro deve ser no mínimo de 100 pés por minuto (cerca de 30 metros por minuto ou 0.5 metros por segundo).
1. Descubra a área do seu filtro multiplicando o comprimento e a altura em pés (por enquanto, o menor filtro utilizado com sucesso seria de 2x1 pés)
2 pés x 1 pé = 2 pés2
2. Multiplique a velocidade do ar exigida (especificado em Stamets) pela área do seu filtro
100 pés/min x 2 pés2 = 200 pés3/min
Então 200 pés3/min (CFM) é a quantidade de ar que seu ventilador deve movimentar para a pressão estática do seu filtro ou pré-filtro HEPA.
Por fim, se você usar o filtro acima, com 1” (250 Pa) de pressão estática e um pré-filtro em fornalha com uma pressão estática de 0,2” (50 Pa), seu ventilador deve movimentar 200 CFM (340 m3/h) de ar para uma pressão estática de 1,2”(300 Pa).
Encontrado o melhor ventilador:
Todo ventilador deve ter um manual contendo todas as suas especificações técnicas. Dentre as especificações, deve ser especificado a curva que mostra a quantidade de ar movimentada de acordo com diferentes pressões estáticas. No gráfico abaixo estão mostrados 4 tipos de ventiladores e suas especificações.
Note que cada modelo de ventilador tem a sua característica. Este gráfico mostra as curvas para 4 diferentes modelos de ventilador de duto axial.
O que você pode claramente ver é que quanto maior a pressão estática, menos ar o ventilador movimenta, até o máximo de pressão estática, onde a movimentação de ar é nula.
Até agora sabemos apenas, pelos cálculos anteriores, quanto ar o seu ventilador deve movimentar e a que pressão estática. No nosso exemplo, o valor é 340m3/h a 300Pa.
Então, o que fazer agora é olhar para o gráfico e encontrar o valor de 300 Pa (1,2”) no eixo vertical. O próximo passo é encontrar o valor de 340m3/h (=200 CFM), que foi a quantidade de ar movimentada ideal que calculamos anteriormente.
Agora, o ideal é ter uma curva que se encaixasse perfeitamente nesses valores, mas esse não é sempre o caso.
Neste caso, a escolha deve ser feita por um ventilador que esteja mais próximo das condições teóricas calculadas.
Na maioria dos casos, deve-se escolher um ventilador forte, se ele já não muito forte.
Quão forte é um ventilador forte? Diria que o ventilador não deve movimentar mais do que 20% do ar que calculamos acima, então no nosso caso, o aceitável seria um ventilador que não movimentasse mais do que 400 m3/h.
Neste exemplo, para o nosso caso, temos demonstrado no gráfico um ventilador que movimenta 300 m3/h de ar, mas de acordo com nossos cálculos ele deveria movimentar 340 m3/h. Esta é uma diferença de 10%. O próximo ventilador demonstrado no gráfico movimenta 530 m3/h de ar, o que é muito para o nosso filtro.
Neste caso, eu escolheria o menor ventilador (e mais barato – n. 4) ao invés do maior deles (n. 1 – que movimenta 530m3/h a 300 Pa), apesar do fato que geralmente é recomendado comprar o mais forte.
Nota: Este gráfico é apenas um exemplo de um conjunto de 4 ventiladores escolhidos ao acaso. As curvas de rendimento dos ventiladores disponíveis no mercado podem parecer um pouco diferentes, mas são sempre similares a esse exemplo. Geralmente, se você procurar muito, vai encontrar um ventilador que se encaixa perfeitamente com o seu filtro e sistemas HEPA.
Todo filtro tem uma "resistência” diferente quando o ar passa através dele a certa velocidade, esta resistência é chamada "pressão estática".
Pressione sua mão contra a sua boca. Tente agora soprar através dela. Dependendo de como pressiona sua mão contra sua boca, você terá dificuldade em soprar o ar para fora e você sentirá alguma resistência, esta é a pressão estática. Cada filtro trabalha com uma pressão estática diferente. O ponto de trabalho de um filtro é quando a quantidade de ar que passa por ele é suficiente para preencher o fluxo laminar, ou seja, quando todos os vazios do filtro estiverem preenchidos. A pressão estática é expressa em Polegadas de coluna d’água (CFM) em unidades inglesas; um valor típico seria 1", a unidade no Sistema Internacional para a pressão é Pa (Pascal). 1" de coluna d’água é cerca de 250 Pa. Cada filtro tem seu “manual” (consulte o fabricante se caso negativo) onde a pressão estática está definida. Antes do ar entrar no ventilador ele é pré-filtrado geralmente por um filtro em fornalha com 1" (2.5cm), colocado na frente do ventilador e que serve para proteger o ventilador e o filtro HEPA das partículas grandes como poeira e cabelo. Deve-se assumir que a pressão estática para este pré-filtro no ponto de trabalho seja de 0,2” (50 Pa)
Acoplando um ventilador em um filtro:De acordo com Stamets (The Mushroom Cultivator, p.347) a velocidade do ar que passa através do filtro deve ser no mínimo de 100 pés por minuto (cerca de 30 metros por minuto ou 0.5 metros por segundo).
1. Descubra a área do seu filtro multiplicando o comprimento e a altura em pés (por enquanto, o menor filtro utilizado com sucesso seria de 2x1 pés)
2 pés x 1 pé = 2 pés2
2. Multiplique a velocidade do ar exigida (especificado em Stamets) pela área do seu filtro
100 pés/min x 2 pés2 = 200 pés3/min
Então 200 pés3/min (CFM) é a quantidade de ar que seu ventilador deve movimentar para a pressão estática do seu filtro ou pré-filtro HEPA.
Notação: 1 CFM = 1,7 m3/h
Por fim, se você usar o filtro acima, com 1” (250 Pa) de pressão estática e um pré-filtro em fornalha com uma pressão estática de 0,2” (50 Pa), seu ventilador deve movimentar 200 CFM (340 m3/h) de ar para uma pressão estática de 1,2”(300 Pa).
Encontrado o melhor ventilador:Todo ventilador deve ter um manual contendo todas as suas especificações técnicas. Dentre as especificações, deve ser especificado a curva que mostra a quantidade de ar movimentada de acordo com diferentes pressões estáticas. No gráfico abaixo estão mostrados 4 tipos de ventiladores e suas especificações.
Note que cada modelo de ventilador tem a sua característica. Este gráfico mostra as curvas para 4 diferentes modelos de ventilador de duto axial.
O que você pode claramente ver é que quanto maior a pressão estática, menos ar o ventilador movimenta, até o máximo de pressão estática, onde a movimentação de ar é nula.
Então, o que fazer agora é olhar para o gráfico e encontrar o valor de 300 Pa (1,2”) no eixo vertical. O próximo passo é encontrar o valor de 340m3/h (=200 CFM), que foi a quantidade de ar movimentada ideal que calculamos anteriormente.
Agora, o ideal é ter uma curva que se encaixasse perfeitamente nesses valores, mas esse não é sempre o caso.
Neste caso, a escolha deve ser feita por um ventilador que esteja mais próximo das condições teóricas calculadas.
Na maioria dos casos, deve-se escolher um ventilador forte, se ele já não muito forte.
Quão forte é um ventilador forte? Diria que o ventilador não deve movimentar mais do que 20% do ar que calculamos acima, então no nosso caso, o aceitável seria um ventilador que não movimentasse mais do que 400 m3/h.
Neste exemplo, para o nosso caso, temos demonstrado no gráfico um ventilador que movimenta 300 m3/h de ar, mas de acordo com nossos cálculos ele deveria movimentar 340 m3/h. Esta é uma diferença de 10%. O próximo ventilador demonstrado no gráfico movimenta 530 m3/h de ar, o que é muito para o nosso filtro.
Neste caso, eu escolheria o menor ventilador (e mais barato – n. 4) ao invés do maior deles (n. 1 – que movimenta 530m3/h a 300 Pa), apesar do fato que geralmente é recomendado comprar o mais forte.
Nota: Este gráfico é apenas um exemplo de um conjunto de 4 ventiladores escolhidos ao acaso. As curvas de rendimento dos ventiladores disponíveis no mercado podem parecer um pouco diferentes, mas são sempre similares a esse exemplo. Geralmente, se você procurar muito, vai encontrar um ventilador que se encaixa perfeitamente com o seu filtro e sistemas HEPA.
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